(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動時の振動を低減でき、かつ、軸受機構の損傷を防止できるファンモータを提供する。【解決手段】静止部２Ａと回転部３Ａとの間に介在する動圧軸受機構５Ａと、回転部３Ａの回転駆動を制御する駆動制御機構４０Ａとを備えている。駆動制御機構４０Ａは、駆動信号を供給する駆動信号供給部と、駆動信号に応じてスイッチング動作を行うスイッチング素子とを有し、駆動信号供給部は、非駆動時または回転部３Ａが逆回転した時に、コイル６２Ａに、回転部３Ａの逆回転に抵抗する磁界を発生させる制動信号を出力する。【選択図】図１
2013128371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部と、
前記静止部に回転可能に支持される回転部と、
前記静止部と前記回転部との間に介在する動圧軸受機構と、
前記回転部の回転駆動を制御する駆動制御機構と、
を備え、
前記静止部は、コイルを有し、
前記回転部は、前記コイルに対向するマグネットと、インペラとを有し、
前記回転部は、定常駆動時に一方向に回転駆動し、
前記動圧軸受機構は、
前記静止部側に設けられた静止軸受面と、
前記回転部側に設けられた回転軸受面と、
前記静止軸受面と前記回転軸受面との間に介在する潤滑液と、
を有し、
前記静止軸受面および前記回転軸受面の少なくとも一方に動圧溝列が設けられ、
前記動圧溝列は、前記回転部が前記一方向に回転するときに、前記潤滑液に、液面から遠ざかる方向へ向かう動圧を発生させ、
前記駆動制御機構は、
駆動信号を供給する駆動信号供給部と、
前記駆動信号に応じてスイッチング動作を行い、前記コイルに駆動電流を供給するスイッチング素子と、
を有し、
前記駆動信号供給部は、非駆動時または前記回転部が逆回転した時に、前記コイルに、前記回転部の逆回転に抵抗する磁界を発生させる制動信号を出力するファンモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のファンモータにおいて、
前記駆動制御機構は、前記コイルの両端部を、前記スイッチング素子を介して短絡する閉回路を有するファンモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のファンモータにおいて、
前記スイッチング素子は、ソースとゲートとの電位差に基づいて、接続状態と切断状態とを切り替える素子であり、
前記ソースが、前記コイルの誘導起電圧により電圧が変化する部分に接続され、
前記ゲートが、前記コイルの誘導起電圧により電圧が変化しない部分に接続されているファンモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のファンモータにおいて、
前記閉回路から前記駆動信号供給部側へ向かう電流を遮断する遮断部をさらに有するファンモータ。
【請求項５】
請求項２に記載のファンモータにおいて、
前記スイッチング素子は、ソースとゲートとの電位差に基づいて、接続状態と切断状態とを切り替える素子であり、
前記ファンモータの非駆動時に、前記駆動信号供給部は、前記ゲートに対して、前記スイッチング素子を接続状態とするための電圧を与えるファンモータ。
【請求項６】
請求項１に記載のファンモータにおいて、
前記駆動制御機構は、前記ファンモータの非駆動時に、前記スイッチング素子を介して前記コイルに、特定方向に流れる固定磁界用電流を、連続的または断続的に供給するファンモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のファンモータにおいて、
前記静止部は、３相バイポーラまたは３相全波の各相に対応する複数のコイルを有し、
前記駆動制御機構は、前記ファンモータの非駆動時に、少なくとも１つの相に対応するコイルに対して、前記固定磁界用電流を与えるファンモータ。
【請求項８】
請求項７に記載のファンモータにおいて、
前記コイルの数をｓ、前記マグネットの極数をｍとして、
ｓ／３＝ｍ／２
が成立するファンモータ。
【請求項９】
請求項６から請求項８までのいずれかに記載のファンモータにおいて、
前記駆動制御機構は、前記固定磁界用電流に対して、ＰＷＭ制御または電流制限を行うファンモータ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれかに記載のファンモータにおいて、
前記動圧軸受機構は、前記静止軸受面と前記回転軸受面との間に、連続した袋状の間隙を有し、
前記間隙に保持された前記潤滑液が、単一の液面を有するファンモータ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のファンモータにおいて、
前記静止部は、
前記コイルの径方向内側に配置された略円筒状のスリーブ部
をさらに有し、
前記回転部は、
前記スリーブ部の内側に挿入されたシャフトと、
前記シャフトに固定され、前記スリーブ部の軸方向の端面と軸方向に対向する環状面を有する環状部材と、
をさらに有し、
前記動圧軸受機構は、
前記スリーブ部の内周面と、前記シャフトの外周面と、これらの間に介在する潤滑液とで構成されるラジアル軸受部と、
前記スリーブ部の軸方向の端面と、前記環状部材の前記環状面と、これらの間に介在する潤滑液とで構成されるスラスト軸受部と、
を有するファンモータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のファンモータにおいて、
前記潤滑液の液面が、前記スリーブ部の内周面と前記シャフトの外周面との間に位置するファンモータ。
【請求項１３】
請求項１１に記載のファンモータにおいて、
前記環状部材は、前記スリーブ部の径方向外側に位置する円筒部を有し、
前記潤滑液の液面が、前記スリーブ部の外周面と前記円筒部の内周面との間に位置するファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パソコン等の電子機器には、内部冷却用のファンモータが、搭載されている。ファンモータを駆動させると、電子機器を構成する筐体の内部に、気流が生じる。これにより、筐体の内部における熱の蓄積が、抑制される。また、多くの電子機器は、冷却の必要がないときにはファンモータを停止させ、冷却の必要が生じたときにのみ、ファンモータを駆動させている。従来のファンモータの構造については、例えば、特開２００９−２１３２２５号公報に開示されている。
【特許文献１】特開２００９−２１３２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ファンモータの駆動を停止させているときに、ファンモータの吸気側より排気側の方が高圧になると、ファンモータに、インペラを逆回転させようとする圧力が掛かる。例えば、電子機器に複数のファンモータが搭載されていて、その中の一部のファンモータのみを駆動させたときには、停止中のファンモータの付近において、上記の状況が生じ得る。
【０００４】
また、従来、ファンモータの軸受には、主としてボールベアリングが使用されていた。しかしながら、近年、ファンモータの駆動時の振動をさらに低減したいという要求が高まっている。この要求に応えるためには、例えば、ファンモータの軸受に、流体動圧軸受を適用することが、考えられる。
【０００５】
流体動圧軸受は、静止部側の軸受面と、回転部側の軸受面とを、潤滑液を介して対向させた構造を有している。また、静止部側または回転部側の軸受面には、潤滑液に動圧を発生させる動圧溝が、設けられている。定常駆動時には、潤滑液に生じる動圧によって、潤滑液の外部への漏れが、抑制されている。しかしながら、上述のように、ファンモータが逆回転すると、動圧の向きが変わる。その結果、流体動圧軸受から潤滑液が漏れ出す虞が生じる。また、動圧が分散するため、静止部側の軸受面と、回転部側の軸受面とが、接触する虞が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、駆動時の振動を低減でき、かつ、軸受機構の損傷を防止できるファンモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の例示的な第１発明は、静止部と、前記静止部に回転可能に支持される回転部と、前記静止部と前記回転部との間に介在する動圧軸受機構と、前記回転部の回転駆動を制御する駆動制御機構と、を備え、前記静止部は、コイルを有し、前記回転部は、前記コイルに対向するマグネットと、インペラとを有し、前記回転部は、定常駆動時に一方向に回転駆動し、前記動圧軸受機構は、前記静止部側に設けられた静止軸受面と、前記回転部側に設けられた回転軸受面と、前記静止軸受面と前記回転軸受面との間に介在する潤滑液と、を有し、前記静止軸受面および前記回転軸受面の少なくとも一方に動圧溝列が設けられ、前記動圧溝列は、前記回転部が前記一方向に回転するときに、前記潤滑液に、液面から遠ざかる方向へ向かう動圧を発生させ、前記駆動制御機構は、駆動信号を供給する駆動信号供給部と、前記駆動信号に応じてスイッチング動作を行い、前記コイルに駆動電流を供給するスイッチング素子と、を有し、前記駆動信号供給部は、非駆動時または前記回転部が逆回転した時に、前記コイルに、前記回転部の逆回転に抵抗する磁界を発生させる制動信号を出力するファンモータである。
【発明の効果】
【０００８】
本願の例示的な第１発明によれば、動圧軸受機構を用いることによって、ファンモータの駆動時の振動を低減できる。また、インペラの逆回転を抑制できるため、潤滑液の漏れ等による動圧軸受機構の損傷を、抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係るファンモータの縦断面図である。
【図２】図２は、第２実施形態に係る電子機器の概略断面図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係るファンモータの縦断面図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係るファンモータの横断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る動圧軸受機構の縦断面図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るスリーブの縦断面図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係るスリーブの下面図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係るキャップの上面図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る電子回路の構成を示した図である。
【図１０】図１０は、変形例に係る電子回路の構成を示した図である。
【図１１】図１１は、変形例に係るファンモータの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、ファンモータの中心軸に沿う方向を「軸方向」、ファンモータの中心軸に直交する方向を「径方向」、ファンモータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向の一方側を「上」、他方側を「下」として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、これは、あくまで説明の便宜のために上下を定義したものであって、本発明に係るファンモータの使用時の向きを限定するものではない。
【００１１】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るファンモータ１Ａの縦断面図である。図１に示すように、ファンモータ１Ａは、静止部２Ａ、回転部３Ａ、動圧軸受機構５Ａ、および駆動制御機構４Ａを、備えている。
【００１２】
動圧軸受機構５Ａは、静止部２Ａと回転部３Ａとの間に介在している。これにより、回転部３Ａは、静止部２Ａに対して、回転可能に支持されている。また、静止部２Ａは、コイル６２Ａを有している。回転部３Ａは、コイル６２Ａに対向するマグネット３７Ａと、インペラ３５Ａとを有している。回転部３Ａは、定常駆動時に一方向に回転駆動する。
【００１３】
動圧軸受機構５Ａは、静止部２Ａ側に設けられた静止軸受面２２１Ａと、回転部３Ａ側に設けられた回転軸受面３１２Ａと、を有している。また、動圧軸受機構５Ａは、静止軸受面２２１Ａと回転軸受面３１２Ａとの間に介在する潤滑液５０Ａを、有している。
【００１４】
また、図１の例では、回転軸受面３１２Ａに、動圧溝列３１３Ａが設けられている。動圧溝列３１３Ａは、回転部３Ａが上記の一方向に回転するときに、潤滑液５０Ａに、液面５１Ａから遠ざかる方向へ向かう動圧を発生させる。動圧軸受機構５Ａを用いれば、ボールベアリングや滑り軸受等の他方式の軸受機構を用いる場合より、ファンモータ１Ａの駆動時の振動を低減できる。なお、動圧溝列は、静止軸受面２２１Ａおよび回転軸受面３１２Ａの少なくとも一方に、設けられていればよい。
【００１５】
駆動制御機構４Ａは、回転部３Ａの回転駆動を制御する。駆動制御機構４Ａは、駆動信号を供給する駆動信号供給部４９Ａと、スイッチング素子８０Ａとを有している。スイッチング素子８０Ａは、駆動信号に応じてスイッチング動作を行う。その結果、コイル６２Ａに駆動電流が供給される。
【００１６】
また、このファンモータ１Ａでは、駆動信号供給部４９Ａが、非駆動時または回転部が逆回転した時に、コイル６２Ａに制動信号を出力する。制動信号によって、コイル６２Ａに、回転部３Ａの逆回転に抵抗する磁界が発生する。このようにすれば、インペラ３５Ａの逆回転を抑制できる。したがって、潤滑液５０Ａの漏れ等による動圧軸受機構５の損傷を、抑制できる。
【００１７】
＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について、説明する。
【００１８】
＜２−１．ファンモータを備えた電子機器について＞
本実施形態のファンモータ１は、パソコン等の電子機器１０に、内部冷却用として搭載される。図２は、ファンモータ１を搭載した電子機器１０の概略断面図である。図２に示すように、電子機器１０は、筐体１１を有している。筐体１１の内部には、発熱源となる種々の部品１２が、配置されている。また、筐体１１の側部には、気体取り込み口１３が設けられている。そして、図２の例では、気体取り込み口１３に、４つのファンモータ１が配置されている。
【００１９】
本実施形態のファンモータ１は、軸方向に気流を発生させる軸流型のファンである。電子機器１０は、筐体１１の内部の温度に応じて、４つのファンモータ１を個別に制御する。各ファンモータ１を駆動させると、筐体１１の外部から筐体１１の内部へ向けて、気体が取り込まれる。これにより、筐体１１の内部の部品１２が過度に昇温することが、抑制される。
【００２０】
ここで、４つのファンモータ１のうち、３つのファンモータ１のみを駆動させ、残りの１つのファンモータ１を停止させている状況を想定する。このような状況は、例えば、必要とされる冷却が、３つのファンモータ１で十分に達成できる場合や、あるいは、１つのファンモータ１がメンテナンス中である場合などが、該当する。当該状況では、３つのファンモータ１による気体の取り込みによって、筐体１１の内部の気圧が上昇する。そうすると、残りの１つのファンモータ１のインペラに対して、筐体１１の内部側から圧力が掛かる。この圧力は、当該ファンモータ１を、通常の回転の向きとは逆向きに回転させようとする圧力となる。
【００２１】
しかしながら、本実施形態のファンモータ１は、インペラの逆回転を抑制する機能を有している。したがって、上記の状況においても、停止中の１つのファンモータ１において、インペラの逆回転が抑制される。インペラの逆回転が抑制されれば、停止中のファンモータ１を介して気体が外部へ漏れ出すことも、抑制される。したがって、電子機器１０の冷却効率を向上させることができる。インペラの逆回転を抑制する機能の詳細については、後述する。
【００２２】
＜２−２．ファンモータの構造＞
図３は、本実施形態に係るファンモータ１の縦断面図である。図３に示すように、ファンモータ１は、静止部２と回転部３とを、有している。静止部２は、上述した電子機器１０の筐体１１に、固定される。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持されている。
【００２３】
本実施形態の静止部２は、ハウジング２１、スリーブ２２、キャップ２３、およびステータユニット２４を有している。
【００２４】
ハウジング２１は、筒状の外側筒部２１１と、外側筒部２１１より径方向内側に配置された筒状の内側筒部２１２と、を有している。外側筒部２１１と内側筒部２１２とは、ベース部２１３を介して接続されている。スリーブ２２およびステータユニット２４は、内側筒部２１２に支持されている。また、外側筒部２１１と内側筒部２１２との間には、軸方向に貫通する風洞２１４が形成されている。ハウジング２１の材料には、例えば、樹脂や、アルミニウム等の金属が使用される。
【００２５】
スリーブ２２は、軸方向に延びる略円筒状の部材である。スリーブ２２は、ハウジング２１の内側筒部２１２の内周面に、固定されている。キャップ２３は、スリーブ２２の下部の開口を塞ぐ、略円板状の部材である。スリーブ２２およびキャップ２３により形成される有底略円筒状のカップの内側には、後述するシャフト３１が挿入されている。スリーブ２２およびキャップ２３の材料には、例えば、ステンレス鋼やりん青銅等の金属が使用される。
【００２６】
ステータユニット２４は、ステータコア６１と複数のコイル６２とを有する。本実施形態のステータコア６１は、電磁鋼板を軸方向に積層した積層鋼板により、形成されている。ステータコア６１は、円環状のコアバック６１１と、コアバック６１１から径方向外側へ向けて突出した複数本のティース６１２と、を有する。コアバック６１１は、ハウジング２１の内側筒部２１２の外周面に、固定されている。複数本のティース６１２は、周方向に等間隔に配列されている。また、コイル６２は、各ティース６１２に巻かれた導線により、構成されている。
【００２７】
図４は、外側筒部２１１を除くファンモータ１の横断面図である。図４に示すように、本実施形態のステータコア６１は、９本のティース６１２を有している。９本のティース６１２は、３相バイポーラ駆動（３相全波駆動）のＵ相、Ｖ相、およびＷ相の各相に対応するティース６１２を、３本ずつ含んでいる。また、これらの９本のティース６１２のそれぞれに、コイル６２が取り付けられている。
【００２８】
図３に戻る。本実施形態の回転部３は、シャフト３１、下環状部材３２、上環状部材３３、ロータホルダ３４、インペラ３５、ヨーク３６、および複数のマグネット３７を有している。
【００２９】
シャフト３１は、軸方向に延びる略円柱状の部材である。シャフト３１の材料には、例えば、ステンレス等の金属が使用される。シャフト３１は、スリーブ２２の内側に挿入されている。シャフト３１は、スリーブ２２およびキャップ２３に支持されつつ、中心軸９を中心として回転する。また、シャフト３１は、スリーブ２２の上面より上方に突出した頭部３１１を有する。
【００３０】
下環状部材３２は、シャフト３１の下端部に固定された円環状の部材である。下環状部材３２は、スリーブ２２の下面と、キャップ２３の上面との間に、配置されている。上環状部材３３は、シャフト３１の頭部３１１に固定された、円環状の部材である。上環状部材３３は、スリーブ２２の上方に配置されている。
【００３１】
ロータホルダ３４は、側壁部３４１および天板部３４２を有している。側壁部３４１は、ステータユニット２４の径方向外側に配置された、略円筒状の部位である。天板部３４２は、側壁部３４１の上端部から径方向内側へ向けて、広がっている。本実施形態では、天板部３４２の内周部が、上環状部材３３を介して、シャフト３１に固定されている。ただし、天板部３４２の内周部は、シャフト３１に直接的に固定されていてもよい。
【００３２】
インペラ３５は、側壁部３４１の径方向外側に設けられている。インペラ３５は、周方向に配列された複数の羽根３５１を有している。ロータホルダ３４およびインペラ３５は、例えば、樹脂の射出成型により、一繋がりの部材として形成される。ただし、ロータホルダ３４とインペラ３５とが、別体の部材で構成されていてもよい。また、ロータホルダ３４およびインペラ３５の材料に、金属が使用されていてもよい。
【００３３】
ヨーク３６は、磁性体により形成された略円環状の部材である。ヨーク３６は、ロータホルダ３４の側壁部３４１の内周面に、固定されている。複数のマグネット３７は、ヨーク３６の内周面に固定されている。各マグネット３７の径方向内側の面は、ステータユニット２４と径方向に対向する磁極面となっている。複数のマグネット３７は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、周方向に等間隔に配列されている。なお、複数のマグネット３７に代えて、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁された１つの円環状のマグネットが、使用されていてもよい。
【００３４】
また、このファンモータ１は、回路基板４を有している。本実施形態では、ベース部２１３の上方、かつ、ステータユニット２４の下方に、回路基板４が配置されている。ただし、回路基板４は、他の位置に設けられていてもよい。回路基板４は、回転部３の回転駆動を制御する駆動制御機構を構成している。回路基板４には、後述する電子回路４０が、実装されている。当該電子回路４０の一部分には、コイル６２から引き出された導線が、電気的に接続されている。
【００３５】
回路基板４を介してコイル６２に駆動電流を与えると、ステータコア６１のティース６１２に、磁束が発生する。そして、ティース６１２とマグネット３７との間の磁束の作用により、周方向のトルクが生じる。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９を中心として回転する。このファンモータ１では、定常駆動時には、回転部３が一方向に回転する。そして、インペラ３５の回転によって、軸方向に気流が発生する。
【００３６】
＜２−３．動圧軸受機構について＞
図５は、スリーブ２２、キャップ２３、シャフト３１、および下環状部材３２の縦断面図である。図５に示すように、スリーブ２２およびキャップ２３と、シャフト３１および下環状部材３２との間には、潤滑液５０が介在している。潤滑液５０には、例えば、ポリオールエステル系オイルや、ジエステル系オイルが使用される。本実施形態では、スリーブ２２、キャップ２３、シャフト３１、下環状部材３２、および潤滑液５０が、動圧軸受機構５を構成している。回転部３は、静止部２に対して、動圧軸受機構５を介して回転可能に支持されている。
【００３７】
図６は、スリーブ２２の縦断面図である。図６に示すように、スリーブ２２の内周面２２１には、ヘリングボーン状のラジアル動圧溝列２２２が、上下２段に形成されている。ファンモータ１の定常駆動時には、スリーブ２２に対してシャフト３１が、一方向に回転する。このとき、ラジアル動圧溝列２２２によって、スリーブ２２とシャフト３１との間に介在する潤滑液５０に、動圧が発生する。シャフト３１は、当該動圧によって、スリーブ２２に対して径方向に支持される。すなわち、本実施形態では、静止軸受面であるスリーブ２２の内周面２２１と、回転軸受面であるシャフト３１の外周面３１２と、これらの間に介在する潤滑液５０とで、ラジアル軸受部が構成されている。
【００３８】
図７は、スリーブ２２の下面図である。図７に示すように、スリーブ２２の下面２２３には、ヘリングボーン状の第１スラスト動圧溝列２２４が、設けられている。また、図８は、キャップ２３の上面図である。図８に示すように、キャップ２３の上面２３１には、ヘリングボーン状の第２スラスト動圧溝列２３２が、設けられている。ファンモータ１の定常駆動時には、スリーブ２２およびキャップ２３に対して、下環状部材３２が、一方向に回転する。このとき、第１スラスト動圧溝列２２４および第２スラスト動圧溝列２３２によって、潤滑液５０に動圧が発生する。下環状部材３２は、当該動圧によって、スリーブ２２およびキャップ２３に対して、軸方向に支持される。すなわち、本実施形態では、静止軸受面であるスリーブ２２の下面２２３およびキャップ２３の上面２３１と、回転軸受面である下環状部材３２の上環状面３２１および下環状面３２２と、これらの間に介在する潤滑液５０とで、スラスト軸受部が構成されている。
【００３９】
図５に戻る。本実施形態では、スリーブ２２およびキャップ２３と、シャフト３１および下環状部材３２との間に、連続した袋状の間隙が形成されている。そして、当該間隙に、潤滑液５０が保持されている。潤滑液５０は、スリーブ２２の上端部付近の内周面と、シャフト３１の外周面との間に、単一の液面５１を有する。
【００４０】
ファンモータ１の定常駆動時には、上述したラジアル動圧溝列２２２が、液面５１付近の潤滑液５０に、下方向へ向かう動圧を発生させる。これにより、潤滑液５０の外部への漏れが、抑制されている。特に、本実施形態では、潤滑液５０の液面５１が、一箇所のみとなっている。このため、動圧軸受機構潤５から潤滑液５０が、さらに漏れにくくなっている。
【００４１】
また、本実施形態では、静止軸受面であるスリーブ２２の内周面２２１と、回転軸受面であるシャフト３１の外周面３１２との間隙が、比較的広く形成されている。具体的には、当該間隔が、５μｍ以上かつ２０μｍ以下とされている。また、本実施形態では、スリーブ２２の下面２２３と下環状部材３２の上環状面３２１との間隙や、キャップ２３の上面２３１と下環状部材３２の下環状面３２２との間隙もまた、比較的広く形成されている。具体的には、これらの各間隔が、１０μｍ以上４０μｍ以下とされている。
【００４２】
上記の各間隙が広く形成されていると、動圧は発生しにくくなる。そのため、仮に、回転部３およびインペラ３５の逆回転によって、上方向へ向かう動圧が発生したとしても、上記の各間隙を狭く形成した軸受部より、潤滑液５０の漏れを抑制できる。
【００４３】
動圧軸受機構５を用いると、潤滑液によるダンパー効果によって、ファンモータ１の駆動時の振動が、抑制される。特に、ボールベアリングや滑り軸受等の他方式の軸受機構を用いる場合より、振動の小さいファンモータ１を、得ることができる。また、動圧軸受機構５を用いると、ボールベアリングを用いる場合に比べて、ファンモータ１の製造コストを低減できる。
【００４４】
＜２−４．回路基板に搭載された電子回路について＞
図９は、回路基板４に搭載された電子回路４０の構成を示した図である。電子回路４０は、複数の電子部品と、各電子部品を接続する複数の配線とで、構成されている。図９に示すように、本実施形態の電子回路４０は、電圧入力部４１、基準電位部４２、制御信号入力部４３、複数の集積回路４４、およびコイル結線部４５を有している。
【００４５】
コイル結線部４５では、３相交流のＵ相、Ｖ相、およびＷ相に対応するコイル６２Ｕ，６２Ｖ，６２Ｗの一方の端部が、１つの中性点４５０に接続されている。すなわち、本実施形態では、複数のコイル６２Ｕ，６２Ｖ，６２Ｗが、Ｙ結線で接続されている。また、各コイル６２Ｕ，６２Ｖ，６２Ｗの他端部側には、電圧入力部４１側へ向けて延びる第１配線４６と、基準電位部４２側へ向けて延びる第２配線４７とが、接続されている。
【００４６】
各第１配線４６には、スイッチング素子８１，８２，８３が、それぞれ設けられている。また、各第２配線４７には、スイッチング素子８４，８５，８６が、それぞれ設けられている。スイッチング素子８１〜８６は、ソース８０１とゲート８０２との電位差に基づいて、接続状態と切断状態とを切り替える素子である。各スイッチング素子８１〜８６が接続状態とされたときには、ソース８０１とドレイン８０３との間で、電流が流れる。スイッチング素子８１〜８６には、例えば、ＭＯＳＦＥＴを使用することができる。
【００４７】
また、各スイッチング素子８１〜８６のゲート８０２は、集積回路４４と電気的に接続されている。集積回路４４は、制御信号入力部４３から入力される制御信号に基づいて、各スイッチング素子８１〜８６に駆動信号を出力する。これにより、各スイッチング素子４８のゲート８０２の電位が変化する。その結果、スイッチング素子８１〜８６の接続状態と切断状態とが、切り替えられる。すなわち、スイッチング動作が行われる。
【００４８】
各コイル６２Ｕ，６２Ｖ，６２Ｗには、スイッチング素子８１〜８６の状態に応じて、駆動電流が供給される。これにより、各コイル６２Ｕ，６２Ｖ，６２Ｗに磁束が発生し、ファンモータ１が駆動される。
【００４９】
（１）短絡ブレーキについて
このファンモータ１は、図９の電子回路４０を利用して、非駆動時におけるインペラ３５の逆回転を抑制する機能を有している。当該機能について、以下に説明する。
【００５０】
ファンモータ１の非駆動時には、制御信号入力部４３に、ファンモータ１の駆動を停止する旨を示す信号が、入力される。集積回路４４は、当該信号を受信すると、第１配線４６上の各スイッチング素子８１〜８３のゲート８０２に対して、スイッチング素子８１〜８３を接続状態とするためのＯＮ電圧を与える。一方、集積回路４４は、第２配線４７上の各スイッチング素子８４〜８６のゲート８０２に対して、スイッチング素子８４〜８６を切断状態とするためのＯＦＦ電圧を与える。本実施形態では、これらのＯＮ電圧およびＯＦＦ電圧が、制動信号となる。
【００５１】
第１配線４６上の各スイッチング素子８１〜８３が接続状態とされ、第２配線４７上の各スイッチング素子８４〜８６が切断状態とされると、図９中の破線で囲まれた領域７０に、複数の閉回路が形成される。具体的には、領域７０内の任意の２つのコイルを含み、その両端部を、第１配線４６上の２つのスイッチング素子を介して短絡する閉回路が、３組形成される。
【００５２】
この状態において、インペラ３５が逆回転すると、コイル６２に発生する誘導起電圧によって、上記の閉回路に電流が生じる。当該電流は、ステータユニット２４とマグネット３７との間に、回転部３の逆回転に抵抗する磁界を生じさせる。これにより、インペラ３５の逆回転が抑制される。すなわち、領域７０内の閉回路によって、回転部３に、短絡ブレーキが作用する。
【００５３】
なお、集積回路４４は、ファンモータ１の非駆動時に、第１配線４６上の各スイッチング素子８１〜８３のゲート８０２にＯＦＦ電圧を与え、第２配線４７上の各スイッチング素子８４〜８６のゲート８０２にＯＮ電圧を与えてもよい。その場合には、第１配線４６上の各スイッチング素子８１〜８３が切断状態とされ、第２配線４７上の各スイッチング素子８４〜８６が接続状態とされる。したがって、コイル６２と第２配線４７とを含む複数の閉回路が、形成される。この場合にも、当該閉回路によって、回転部３に、短絡ブレーキを作用させることができる。
【００５４】
回転部３の逆回転を抑制すれば、動圧軸受機構５からの潤滑液５０の漏れが、抑制される。また、動圧溝列２２２，２２４，２３２によって、潤滑液５０に生じる動圧が分散する問題も、抑制できる。その結果、動圧軸受機構５の損傷が抑制され、ファンモータ１を長寿命化できる。
【００５５】
（２）固定磁界によるブレーキについて
続いて、インペラ３５の逆回転を抑制する第２の方法について、説明する。
【００５６】
第２の方法では、ファンモータ１の非駆動時に、集積回路４４が、例えば、２つのスイッチング素子８１，８６のゲート８０２に、制動信号としてのＯＮ電圧を与える。また、集積回路４４は、他の４つのスイッチング素子８２〜８５のゲート８０２に、制動信号としてのＯＦＦ電圧を与える。このようにすると、図９に矢印で示したように、スイッチング素子８１、コイル６２Ｗ、コイル６２Ｕ、およびスイッチング素子８６をこの順に通る、固定磁界用電流９０が生じる。
【００５７】
固定磁界用電流９０は、コイル６２Ｕ，６２Ｗに対して、それぞれ特定の方向に、連続的または断続的に流れる。これにより、コイル６２Ｕ，６２Ｗに、特定の方向に磁界が生じる。そうすると、当該コイル６２Ｕ，６２Ｗに、複数のマグネット３７の特定の磁極が、引き付けられる。その結果、インペラ３５の逆回転が抑制される。
【００５８】
図４のように、本実施形態のファンモータ１は、６つのマグネット３７と、９つのコイル６２とを有している。すなわち、本実施形態のファンモータ１は、６ポール９スロットモータである。このため、中心軸９に対する同相のコイル６２の角度間隔と、中心軸９に対する同極のマグネット３７の角度間隔とが、いずれも１２０°となっている。したがって、同相の３つのコイル６２の径方向外側に、同極の３つのマグネット３７を、それぞれ配置することができる。よって、固定磁界によるブレーキを効かせやすい。
【００５９】
なお、６ポール９スロットに限らず、４ポール６スロットや、８ポール１２スロットであっても、同相のコイル６２の角度間隔と、同極のマグネット３７の角度間隔とが一致する。コイル６２の数をｓ，マグネット３７の極数をｍとして、ｓ／３＝ｍ／２が成立する場合には、固定磁界による回転部３の制動を、効かせやすいと言える。
【００６０】
固定磁界用電流９０を流すと、電力が消費される。この点を考慮し、集積回路４４に、固定磁界用電流９０をＰＷＭ制御する機能を持たせてもよい。また、集積回路４４に、固定磁界用電流９０の電流値を、定常駆動時の駆動電流より抑える電流制限の機能を、持たせてもよい。固定磁界用電流９０に対して、ＰＷＭ制御または電流制限を行えば、非駆動時の消費電力を抑えつつ、インペラ３５の逆回転を抑制できる。
【００６１】
また、固定磁界用電流は、図９中の固定磁界用電流９０とは異なるルートで流れるものであってもよい。例えば、固定磁界用電流は、コイル６２Ｕとコイル６２Ｖとを通って流れる電流であってもよく、コイル６２Ｖとコイル６２Ｗとを通って流れる電流であってもよい。すなわち、固定磁界用電流は、スイッチング素子を介してコイル供給され、特定方向に連続的または断続的に流れるものであればよい。
【００６２】
また、固定磁界によるブレーキを作用させるためには、３相交流の少なくとも１つの相に対応するコイルに、固定磁界用電流を流せばよい。例えば、電子回路のコイル結線部に、Ｙ結線以外の結線方法を採用し、１つの相に対応するコイルのみに、固定磁界用電流を流すようにしてもよい。
【００６３】
また、インペラ３５が逆回転したときに、まず、上記（１）の短絡ブレーキで、インペラ３５の回転速度を低下させ、その後、上記（２）の固定磁界によるブレーキで、インペラ３５を停止させるようにしてもよい。
【００６４】
＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。以下では、種々の変形例について、上記の第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６５】
＜３−１．単相モータの例＞
図１０は、一変形例に係る電子回路４０Ｂの構成を示した図である。図１０の電子回路４０Ｂは、単相駆動のファンモータに対応している。図１０の例では、単相のコイル６２Ｂの両端部に、電圧入力部４１Ｂ側へ向けて延びる一対の第１配線４６Ｂと、基準電位部４２Ｂ側へ向けて延びる一対の第２配線４７Ｂとが、それぞれ接続されている。
【００６６】
一対の第１配線４６Ｂおよび一対の第２配線４７Ｂには、スイッチング素子８１Ｂ〜８４Ｂが設けられている。また、各スイッチング素子８１Ｂ〜８４Ｂと並列に、ダイオード７１Ｂ〜７４Ｂが接続されている。各ダイオード７１Ｂ〜７４Ｂは、電圧入力部４１Ｂ側へ向かう電流を通し、基準電位部４２Ｂ側へ向かう電流を遮断する。
【００６７】
また、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂのソース８０１Ｂと集積回路４４Ｂとの間にも、ダイオード７５Ｂが設けられている。このダイオード７５Ｂは、電圧入力部４１Ｂからスイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂのソース８０１Ｂへ向かう電流を通し、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂのソース８０１Ｂから集積回路４４Ｂへ向かう電流を遮断する。
【００６８】
図１０の回路図では、インペラが逆回転して、コイル６２Ｂに誘導起電圧が発生すると、ダイオード７１Ｂ，７２Ｂを通って、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂの各ソース８０１Ｂへ、誘導電流が流れる。これにより、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂの各ソース８０１Ｂの電位が変化する。一方、誘導電流は、ダイオード７５Ｂより集積回路４４Ｂ側へは、流れない。このため、コイル６２Ｂの誘導起電圧によって、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂの各ゲート８０２Ｂの電位が変化することはない。
【００６９】
したがって、図１０の電子回路４０Ｂでは、コイル６２Ｂの誘導起電圧を利用して、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂのソース８０１Ｂとゲート８０２Ｂとの電位差を、変化させることができる。これにより、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂを接続状態とすることができる。このようにすれば、外部電源を得ることができない状況であっても、図１０の領域７０Ｂ内に、コイル６２Ｂの両端部をスイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂを介して接続する閉回路を、形成することができる。したがって、回転部に、短絡ブレーキを作用させることができる。
【００７０】
図１０の例では、ダイオード７１Ｂ，７２Ｂが、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂに駆動信号を供給する駆動信号供給部を、構成している。そして、誘導電流が、制動信号として利用されている。また、図１０の例では、ダイオード７５Ｂが、閉回路から集積回路４４Ｂ側へ向かう電流を遮断する遮断部を、構成している。ただし、ダイオード７５Ｂに代えて、スイッチング素子を、遮断部として用いてもよい。また、集積回路４４Ｂに、遮断部の機能を持たせてもよい。
【００７１】
また、図１０の電子回路４０Ｂで、固定磁界によるブレーキを実現することもできる。固定磁界を発生させるときには、集積回路４４Ｂが、例えば、２つのスイッチング素子８１Ｂ，８４Ｂのゲート８０２Ｂに、ＯＮ電圧を与える。また、集積回路４４は、他の２つのスイッチング素子８２Ｂ，８３Ｂのゲート８０２Ｂに、ＯＦＦ電圧を与える。このようにすると、図１０に矢印で示したように、スイッチング素子８１Ｂ、コイル６２Ｂ、およびスイッチング素子８４Ｂをこの順に通る、固定磁界用電流９０Ｂが生じる。したがって、コイル６２Ｂに、特定の方向に磁界が生じる。その結果、コイル６２Ｂに、複数のマグネットの特定の磁極が引き付けられ、インペラの逆回転が抑制される。
【００７２】
なお、集積回路４４Ｂは、２つのスイッチング素子８１Ｂ，８４Ｂのゲート８０２Ｂに、ＯＦＦ電圧を与え、他の２つのスイッチング素子８２Ｂ，８３Ｂのゲート８０２Ｂに、ＯＮ電圧を与えてもよい。その場合には、スイッチング素子８２Ｂ、コイル６２Ｂ、およびスイッチング素子８３Ｂをこの順に通る、固定磁界用電流が生じる。
【００７３】
＜３−２．動圧軸受機構の構造が異なる例＞
図１１は、他の変形例に係るファンモータ１Ｃの縦断面図である。図１１のファンモータ１Ｃは、動圧軸受機構５Ｃの構造が、上記の第２実施形態と相違する。
【００７４】
図１１の例では、静止部２Ｃ側のスリーブ２２Ｃ、キャップ２３Ｃ、およびスリーブハウジング２５Ｃと、回転部３Ｃ側のシャフト３１Ｃ、下環状部材３２Ｃ、および上環状部材３３Ｃと、潤滑液５０Ｃとで、動圧軸受機構５Ｃが構成されている。
【００７５】
スリーブ２２Ｃは、略円筒状のスリーブハウジング２５Ｃの内側に、固定されている。キャップ２３Ｃは、スリーブハウジング２５Ｃの下部の開口を、塞いでいる。この例では、スリーブ２２Ｃとスリーブハウジング２５Ｃとで、スリーブ部が構成されている。
【００７６】
また、上環状部材３３Ｃは、シャフト３１に固定される内側環状部３３１Ｃと、内側環状部３３１Ｃの径方向外側において下方へ延びる円筒部３３２Ｃと、を有している。円筒部３３２Ｃは、スリーブハウジング２５Ｃの径方向外側に位置している。そして、潤滑液５０Ｃの液面５１Ｃが、スリーブハウジング２５Ｃの外周面と円筒部３３２Ｃの内周面との間に位置している。
【００７７】
この例では、スリーブ２２Ｃの内周面、スリーブ２２Ｃの下面、スリーブ２２Ｃの上面、キャップ２３Ｃの上面、スリーブハウジング２５Ｃの下端部付近の内周面、スリーブハウジング２５Ｃの上面、およびスリーブハウジング２５Ｃの上端部付近の外周面が、静止軸受面となっている。また、シャフト３１Ｃの外周面、下環状部材３２Ｃの下面、下環状部材３２Ｃの上面、内側環状部３３１Ｃの下面、および円筒部３３２Ｃの内周面が、回転軸受面となっている。そして、静止軸受面および回転軸受面の少なくとも一方に、動圧溝列が設けられている。
【００７８】
＜３−３．他の変形例＞
本発明のファンモータは、電子機器以外の装置に搭載されるものであってもよい。また、本発明のファンモータは、冷却以外の目的で使用されるものであってもよい。また、ファンモータの細部の形状や、電子回路の細部の構成については、本願の各図面と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、ファンモータに利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ，１Ｃ  ファンモータ
２，２Ａ，２Ｃ  静止部
３，３Ａ，３Ｃ  回転部
４  回路基板
４Ａ  駆動制御機構
５，５Ａ，５Ｃ  動圧軸受機構
９，９Ａ  中心軸
１０  電子機器
１１  筐体
２１  ハウジング
２２，２２Ｃ  スリーブ
２３，２３Ｃ  キャップ
２４  ステータユニット
２５Ｃ  スリーブハウジング
３１，３１Ｃ  シャフト
３２，３２Ｃ  下環状部材
３３，３３Ｃ  上環状部材
３４  ロータホルダ
３５，３５Ａ  インペラ
３６  ヨーク
３７  マグネット
４０，４０Ｂ  電子回路
４１，４１Ｂ  電圧入力部
４２，４２Ｂ  基準電位部
４３  制御信号入力部
４４，４４Ｂ  集積回路
４５  コイル結線部
４９Ａ  駆動信号供給部
５０，５０Ａ，５０Ｃ  潤滑液
５１，５１Ａ，５１Ｃ  液面
６１  ステータコア
６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｕ，６２Ｖ，６２Ｗ  コイル
７１Ｂ〜７５Ｂ  ダイオード
８０Ａ，８１〜８６，８１Ｂ〜８４Ｂ  スイッチング素子
９０，９０Ｂ  固定磁界用電流
２２１Ａ  静止軸受面
２２２  ラジアル動圧溝列
２２４  第１スラスト動圧溝列
２３２  第２スラスト動圧溝列
３１２Ａ  回転軸受面
３１３Ａ  動圧溝列
８０１，８０１Ｂ  ソース
８０２，８０２Ｂ  ゲート
８０３  ドレイン
【図１】
2013128371.tif 000003
【図２】
2013128371.tif 000004
【図３】
2013128371.tif 000005
【図４】
2013128371.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013128371.tif 000009
【図８】
2013128371.tif 000010
【図９】
2013128371.tif 000011
【図１０】
2013128371.tif 000012
【図１１】
2013128371.tif 000013